JP6968215B2 - 回転電機 - Google Patents

回転電機 Download PDF

Info

Publication number
JP6968215B2
JP6968215B2 JP2020029997A JP2020029997A JP6968215B2 JP 6968215 B2 JP6968215 B2 JP 6968215B2 JP 2020029997 A JP2020029997 A JP 2020029997A JP 2020029997 A JP2020029997 A JP 2020029997A JP 6968215 B2 JP6968215 B2 JP 6968215B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
phase
bending
hypotenuse
stator core
circumferential
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2020029997A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2021136741A (ja
Inventor
穣 井倉
辰郎 日野
克也 伊藤
憲弘 村田
浩之 安田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP2020029997A priority Critical patent/JP6968215B2/ja
Priority to CN202110183603.XA priority patent/CN113315288A/zh
Publication of JP2021136741A publication Critical patent/JP2021136741A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6968215B2 publication Critical patent/JP6968215B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00Details of windings
    • H02K3/04Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/12Stationary parts of the magnetic circuit
    • H02K1/16Stator cores with slots for windings
    • H02K1/165Shape, form or location of the slots
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00Details of windings
    • H02K3/04Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors
    • H02K3/28Layout of windings or of connections between windings
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00Details of windings
    • H02K3/32Windings characterised by the shape, form or construction of the insulation
    • H02K3/34Windings characterised by the shape, form or construction of the insulation between conductors or between conductor and core, e.g. slot insulation
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00Details of windings
    • H02K3/32Windings characterised by the shape, form or construction of the insulation
    • H02K3/38Windings characterised by the shape, form or construction of the insulation around winding heads, equalising connectors, or connections thereto

Description

本願は、複数個のスロットの異なるスロットに三相の亀甲型セグメントコイルを有する固定子鉄心を備えた回転電機に関するものである。
近年、電動機、発電機等の回転電機は、小型高出力化かつ高効率化が求められている。これらの要求に対応するために、特に車載用モータにおいて、略矩形断面のコイルを用いた分布巻が採用されている。分布巻の固定子は集中巻と比較して、回転磁界が滑らかに分布するため、騒音が小さい特徴がある。また、略矩形短面のコイルを用いることで、丸線を束ねて巻線を構成する場合と比較してコイルの占積率を向上し、高出力化の効果がある。一方で、矩形断面のコイルを用いてコイルエンドを構成する場合、矩形断面の角どうしが接触すると、皮膜に生じる面圧が大きくなり絶縁に対する信頼性が低下する可能性があるため、コイルエンドの形状を3次元的に成形して絶縁距離を十分確保するかコイル間に絶縁紙を挿入する必要がある。さらに、コイルエンドを成形した際に曲げ半径を小さくしたほうが、コイルエンドを小型化できるが、曲げ半径を小さくすると絶縁皮膜が破れて絶縁性が低下する恐れがある。このように、コイルエンドに適切な隙間を設けること、絶縁皮膜の信頼性向上、コイルエンドの小型化、の全てを満たすことが課題となっている。
また、回転電機は、車両の振動にも耐える必要があり、特に電機子鉄心である固定子鉄心から外部に出たコイルエンドの強度が求められる。
特許文献1に記載の回転電機においては、コイルエンド部の絶縁被膜をスロット部よりも厚くする構造が示されており、特許文献2に記載の回転電機においては、コイルエンド部のセグメントコイル斜辺部に付加絶縁層が形成された構造が示されている。
特許第5845931号公報 特許第5856498号公報
しかしながら、特許文献1記載の回転電機においては、スロット部よりもコイルエンドの被膜を厚くするため、コイルエンド部を曲げ加工する場合、被膜が厚いことにより被膜自体が割れてしまう恐れがあり、絶縁皮膜の信頼性に課題があった。
特許文献2記載の回転電機においては、コイルエンド部のセグメントコイル斜辺部に付加絶縁層が形成された構造であるが、コイルエンド部それぞれに付加絶縁層を形成する必要があり、生産性に課題があった。
本願は、上記のような実情に鑑みてなされた技術を開示するものであり、コイルエンド部の絶縁の信頼性向上および生産性向上が可能な回転電機を提供することを目的とするものである。
本願に開示される回転電機は、複数個のスロットの異なるスロットに三相の亀甲型セグメントコイルを有する固定子鉄心を備え、各相の前記亀甲型セグメントコイルのコイルエンドターン部にそれぞれ第1の周方向曲げ部と第1の斜辺部と第2の斜辺部と第2の周方向曲げ部とが連続的に設けられた回転電機であって、
同相の相隣る前記第1の周方向曲げ部の相互間及び同相の相隣る前記第2の周方向曲げ部の相互間、並びに異相の相隣る前記第1の周方向曲げ部の相互間及び異相の相隣る前記第2の周方向曲げ部の相互間、のいずれにも前記固定子鉄心のティースの固定子鉄心軸方向端面に曲げ始点基準端板が設けられており、
前記異相の相隣る前記第1の周方向曲げ部の相互間の前記曲げ始点基準端板の、前記固定子鉄心の軸方向の厚さが、前記同相の相隣る前記第1の周方向曲げ部の相互間の前記曲げ始点基準端板の、前記固定子鉄心の軸方向の厚さより厚く、
前記異相の相隣る前記第2の周方向曲げ部の相互間の前記曲げ始点基準端板の、前記固定子鉄心の軸方向の厚さが、前記同相の相隣る前記第2の周方向曲げ部の相互間の前記曲げ始点基準端板の、前記固定子鉄心の軸方向の厚さより厚く、
前記曲げ始点基準端板の前記固定子鉄心と反対側の端部を起点に曲げられた同相の前記第1の斜辺部および前記第2の斜辺部の各々の同相同士の斜辺部間距離より、前記曲げ始点基準端板の前記固定子鉄心と反対側の端部を起点に曲げられた異相の前記斜辺部間距離が長く形成されているものである。
本願に開示される回転電機によれば、周方向曲げ部の曲げツールの調整が不要であり、コイルエンド部の絶縁の信頼性向上および生産性向上が可能となる。
本願の実施の形態1を示す図で、回転電機の断面図である。 本願の実施の形態1を示す図で、固定子の斜視図である。 本願の実施の形態1を示す図で、回転電機を軸方向に見た模式図である。 本願の実施の形態1を示す図で、回転電機の駆動回路の概略図である。 本願の実施の形態1を示す図で、円環状の固定子を直線状に展開した模式図である。 本願の実施の形態1を示す図で、亀甲型セグメントコイルの側面図である。 本願の実施の形態1を示す図で、亀甲型セグメントコイルの平面図である。 本願の実施の形態1を示す図で、図4に例示のU1相、U2相、W1相の各亀甲型セグメントコイルの固定子鉄心に組み込んだ状態での相対的位置を回転軸方向に見た模式図である。 本願の実施の形態1を示す図で、円環状の固定子鉄心を直線状に展開して例示する模式図であり、図4に例示のU1相、U2相、W1相の各亀甲型セグメントコイルの固定子鉄心に組み込んだ状態での相対的位置を例示してある。 本願の実施の形態2を示す図で、図4に例示のU1相、U2相、W1相の各亀甲型セグメントコイルの固定子鉄心に組み込んだ状態での相対的位置を回転軸方向に見た模式図である。 本願の実施の形態2を示す図で、円環状の固定子鉄心を直線状に展開して例示する模式図であり、図4に例示のU1相、U2相、W1相の各亀甲型セグメントコイルの固定子鉄心に組み込んだ状態での相対的位置を例示してある。 本願の実施の形態3を示す図で、図4に例示のU1相、U2相、W1相の各亀甲型セグメントコイルの固定子鉄心に組み込んだ状態での相対的位置を回転軸方向に見た模式図である。 本願の実施の形態3を示す図で、円環状の固定子鉄心を直線状に展開して例示する模式図であり、図4に例示のU1相、U2相、W1相の各亀甲型セグメントコイルの固定子鉄心に組み込んだ状態での相対的位置を例示してある。 本願の実施の形態4を示す図で、図4に例示のU1相、U2相、W1相の各亀甲型セグメントコイルの固定子鉄心に組み込んだ状態での相対的位置を回転軸方向に見た模式図である。 本願の実施の形態4を示す図で、円環状の固定子鉄心を直線状に展開して例示する模式図であり、図4に例示のU1相、U2相、W1相の各亀甲型セグメントコイルの固定子鉄心に組み込んだ状態での相対的位置を例示してある。 本願の実施の形態5を示す図で、図4に例示のU1相、U2相、V1相、V2相、W1相、W2相の各亀甲型セグメントコイルの固定子鉄心に組み込んだ状態での相対的位置を回転軸方向に見た模式図である。 本願の実施の形態6を示す図で、図4に例示のU1相、U2相、V1相、V2相、W1相、W2相の各亀甲型セグメントコイルの固定子鉄心に組み込んだ状態での相対的位置を回転軸方向に見た模式図である。
実施の形態1.
図1において、回転電機11は、有底円筒状のハウジング1と、ハウジング1の開口を塞口するブラケット2と、ハウジング1に焼き嵌めもしくは圧入などの固定手段によって固定された固定子3と、ハウジング1の底部およびブラケット2にベアリング4を介して回転可能に支持された回転軸5と、回転軸5に固着されて固定子3の内周側に回転可能に配設された回転子6とを備えている。
回転子6は、軸心位置に挿通された回転軸5に固着された回転子鉄心7と、回転子鉄心7の外周面側に埋設されて周方向に所定のピッチで配列され、磁極を構成する永久磁石8と、を備えた永久磁石型回転子である。
次に、固定子3の構成について具体的に図2から図7を参照しつつ説明する。なお、以下の説明においては回転軸方向(図1における上下方向)を軸方向、回転軸中心方向(図1における左右方向)を径方向、回転軸を中心として回転方向を周方向と定義して説明する。
図2に示されるように、固定子鉄心9と、固定子鉄心9に装着された固定子巻線10と、固定子巻線10を構成する亀甲型セグメントコイル12を備えている。
ここで、説明の便宜上、図3に例示のように、極数を8極、固定子鉄心のスロット数を48個、固定子巻線10を、図4に例示の1個の電力変換装置11invの場合のU1相、U2相、V1相、V2相、W1相、W2相の三相巻線とした回転電機11、すなわち、スロットが、毎極毎相当たり2個の割合で固定子鉄心9に形成されている回転電機11を事例として、以下説明する。なお、以下の説明において、便宜上、U1相とU2相とW1相の相対関係を代表例として図示および説明をする。また、U1相とU2相とは同じU相であることから同相、U1相およびU2相とW1相とは異なる相であることから異相、として説明する。
図5は、固定子3を説明するため、円環状の固定子鉄心9を直線上に展開して例示した模式図であり、上下方向が径方向、紙面方向が軸方向を示す。
固定子鉄心9は、図5の模式図に示すように、径方向内側に向かって延出する複数個のティース91と、ティース91によって周方向に所定間隔毎に配設されたスロット92を有している。
図4に例示の固定子巻線10を構成するU1相、U2相、V1相、V2相、W1相、W2相の各相コイルはいずれも分布巻きの亀甲型セグメントコイル12で構成されている。分布巻きの亀甲型セグメントコイル12は、図6Aおよび図6Bに代表的に例示してあるように、固定子鉄心9のスロット92の中に装填される第1のスロット内収容部1211と、固定子鉄心9のスロット92から突出して周方向に異なるスロット92内の第2のスロット内収容部1212への渡り線となるコイルエンドターン部122と、固定子鉄心9のスロット92から軸方向に突出して固定子巻線10の別の亀甲型セグメントコイル12と接続するためのコイル端末25、26を有する。
たとえばコイル端末26から電流が給電された場合は第1のスロット内収容部1211、第2のスロット内収容部1212、およびコイルエンドターン部122を介して電流が流れ、コイル端末25から隣接する別の亀甲型セグメントコイル12に接続される。このようにこの分布巻きの亀甲型セグメントコイル12に電流を流すことで、磁界を発生させることができる。
ここで、第1のスロット内収容部1211および第2のスロット内収容部1212は、図5に例示のように周方向に6スロットピッチ跨いで、コイルエンドターン部122(図6Aおよび図6Bを参照)により接続されており、6スロット間隔で同一相が巻き回されており、U相(U1相、U2相)、V相(V1相、V2相)、W相(W1相、W2相)はそれぞれ、2スロットずつ配置されている。
コイル端末25およびコイル端末26は、亀甲型セグメントコイル12どうしを接合する場合に使用され、もしくは電圧を供給する給電部として図4の電力変換装置11invに接続される。
このようにして図2に示すように亀甲型セグメントコイル12を一円周分48個並べて(すなわちU1相、U2相、V1相、V2相、W1相、W2相の各相コイルを一円周分8個ずつ並べて)、外径側から分割型の固定子鉄心9を挿入することで、固定子3を構成する。なお、本実施の形態1においては、固定子鉄心を分割して外径側から挿入する場合の構造を例に説明したが、周方向に分割面のない固定子3の内径側から亀甲型セグメントコイル12を挿入してもよい。
ここで、本実施の形態1のコイルエンドターン部122における構造の詳細について図7Aおよび図7Bを用いて説明する。説明のために、円弧状のコイルエンドターン部122を直線状に展開した形状を用いて説明する。すなわち、図7Aにおける左右方向が周方向であり本来円弧状であるところを直線状に展開して図示しており、上下方向が径方向、紙面方向が軸方向を示す。図7Bおける左右方向が周方向であり本来円弧状であるところを直線状に展開して図示しており、上下方向が軸方向、紙面方向が径方向を示す。
図7Aおよび図7Bにおいて、固定子3のスロット92に収容される第1のスロット内収容部1211は、軸方向に突出したコイルエンドターン部122により、第1の周方向曲げ部1221、第1の斜辺部1222、径方向シフト部1223、第2の斜辺部1224、第2の周方向曲げ部1225を介して6スロットピッチ離れた別のスロット92の第2のスロット内収容部1212と連続的に接続されている。コイルエンドターン部122により接続される第1のスロット内収容部1211と第2のスロット内収容部1212とは、周方向に離間しかつ、径方向に異なる別のスロットに収容される。径方向シフト部1223はコイルエンドターン部122の頂部において径方向に変移しており、このような構成とすることで、周方向に隣接する亀甲型セグメントコイル12のコイルエンドターン部122どうしの干渉を避ける効果がある。
ここで、第1の周方向曲げ部1221の起点である曲げR開始点、つまり第1の周方向曲げ部始点1221Sは、同相同士の斜辺部の巻線間距離(斜辺部間距離)を小さくするため、巻線ごとに調整している。具体的にはU1相の曲げR開始点(第1の周方向曲げ部始点1221S)に対して、U2相の曲げR開始点(第1の周方向曲げ部始点1221S)は、U1相の第1の斜辺部1222の側にシフトさせた。
その結果として、図7Bに例示のように、同相であるU1相およびU2相の各第1の斜辺部1222の斜辺部間距離S1U1U2より、異相であるU2相およびW1相の各第1の斜辺部1222の斜辺部間距離S1U2W1の方が長く形成されることになる。同様に、同相であるU1相およびU2相の各第2の斜辺部1224の斜辺部間距離S2U1U2より、異相であるU2相およびW1相の各第2の斜辺部1224の斜辺部間距離S2U2W1の方が長く形成されることになる。
このような構造にすることで、同相(U1,U2)同士のコイルエンド部における巻線間距離(斜辺部間距離S1U1U2,S2U1U2)を小さくし、コイルエンド部における異相間の巻線間距離(斜辺部間距離S1U2W1,S2U2W1)を大きくとることができ、つまり斜辺部間距離に関し、(S1U2W1=S2U2W1)>(S1U1U2=S2U1U2)とすることができ、従来では電位差の大きな異相間に挿入する必要があった絶縁紙が、本実施の形態1では不要となる。つまり、コイルエンド部における絶縁の信頼性が向上し、しかも絶縁紙を異相間に挿入する工程が不要となるので生産性も向上する。
また、異相間の巻線間距離により決まっていた巻線(コイル素線)の絶縁被膜の厚さを薄くできる。
巻線(コイル素線)の絶縁被膜の厚さを薄くできると、固定子鉄心9のスロット92においてコイル素線の占有率を高くでき回転電機の性能向上を期待できる効果がある。
さらに、巻線(コイル素線)の絶縁被膜が薄いと巻線(コイル素線)の亀甲型セグメントコイルへの曲げ加工時に絶縁被膜にクラックが入りにくく、曲げRを小さくすることができる。曲げRを小さくすることができるのでコイルエンド部を小型化することができる効果がある。
本実施の形態1では、前記のとおり、第1の周方向曲げ部1221の起点である曲げR開始点(第1の周方向曲げ部始点1221S)の位置のみを変えるだけで、その他の曲げR寸法、曲げ速度、曲げ力などの条件を同一で管理できるため、管理が容易である。
図7Bに例示のように、同相の前記第1の斜辺部1222および前記第2の斜辺部1224の少なくとも一方の斜辺部の相対的に対向している部分の全長に亘って前記斜辺部間距離S1U1U2,S2U1U2が同じである。また、異相の前記第1の斜辺部1222および前記第2の斜辺部1224の少なくとも一方の斜辺部の相対的に対向している部分の全長に亘って前記斜辺部間距離S1U2W1,S2U2W1が同じである。
なお、図7Bの事例では、斜辺部の巻線間距離(斜辺部間距離)S1U1U2,S2U1U2については、同相のU1−U2の斜辺部間で図示のように隙間が空いているが、これら隙間は0でもよい。また、各々の巻線(亀甲型セグメントコイル)の斜辺部は相対的に概略平行となっており、平行の場合は前述の効果が最大限に得られるが、多少巻線間距離(斜辺部間距離)が大小して完全な平行でなくても相応の効果が得られる。
実施の形態2.
実施の形態2について実施の形態1と異なる点のみ説明する。図8Aおよび図8Bは実施の形態2のコイルエンドターン部における構造を示す。
図8Aおよび図8Bにおいて固定子鉄心9のスロット92に収容される第1のスロット内収容部1211は、軸方向に突出したコイルエンドターン部122により、第1の周方向曲げ部1221、第1の斜辺部1222、径方向シフト部1223、第2の斜辺部1224、第2の周方向曲げ部1225を介して6スロットピッチ離れた別のスロット92の第2のスロット内収容部1212と連続的に接続されている。コイルエンドターン部122により接続される第1のスロット内収容部1211と第2のスロット内収容部1212とは、周方向に離間しかつ、径方向に異なる別のスロットに収容される。
第1の周方向曲げ部1221の起点である曲げR開始点、つまり第1の周方向曲げ部始点1221Sを、同相同士の斜辺部の巻線間距離(斜辺部間距離)を小さくし異相の斜辺部の巻線間距離(斜辺部間距離)を大きくするため、巻線ごとに調整している実施の形態1とは異なり、本実施の形態2では、図8Aおよび図8Bに例示のように、U1相の第1の周方向曲げ部1221の曲げR1に対して、U2相の第1の周方向曲げ部1221の曲げR2を大きくすることで、斜辺部の巻線間距離(斜辺部間距離)を調整しており、同相同士の巻線間距離(斜辺部間距離)に比べ、異相間の巻線間距離を大きくとることができる。
本実施の形態2の構造においても、従来では異相間に挿入する必要があった絶縁紙が不要となる効果が得られ、また、巻線(コイル素線)の絶縁被膜の厚さを薄くできる効果が得られる。すなわち、固定子鉄心内のスロットにおいてコイル素線の占有率を高くでき性能向上できる効果があり、コイルエンドも小型化できる効果がある。
さらに、巻線(亀甲型セグメントコイル12)の第1のスロット内収容部1211および第2のスロット内収容部1212におけるストレート部の長さが各亀甲型セグメントコイル12で同じとなるため、製造中のハンドリング、位置決めに使うツールを共通化でき、生産性を向上する効果がある。
実施の形態3.
実施の形態3について実施の形態1と異なる点のみ説明する。図9Aおよび図9Bは本実施の形態3のコイルエンドターン部122における構造を示す。
図9Aおよび図9Bにおいて、固定子鉄心9のスロット92に収容される第1のスロット内収容部1211は、軸方向に突出したコイルエンドターン部122により、第1の周方向曲げ部1221、第1の斜辺部1222、径方向シフト部1223、第2の斜辺部、第2の周方向曲げ部1225を介して6スロットピッチ離れた別のスロット92の第2のスロット内収容部1212と連続的に接続されている。コイルエンドターン部122により接続される第1のスロット内収容部1211および第2のスロット内収容部1212は、周方向に離間しかつ、径方向に異なる別のスロット92に収容される。
本実施の形態3では、固定子鉄心9の回転電機軸方向両端の固定子鉄心軸方向端面93に曲げ始点基準端板123を備え、前記曲げ始点基準端板123はスロットごとに軸方向厚さを調整しており、巻線(亀甲型セグメントコイル12)の第1の周方向曲げ部1221の曲げR開始点(第1の周方向曲げ部始点1221Sあるいは第2の周方向曲げ部始点1225S)は曲げ始点基準端板123の端部123Eとなっており、曲げ始点基準端板123の端部123Eを起点に巻線(亀甲型セグメントコイル12)を曲げる構造となっている。
本実施の形態3の構造では、曲げ始点基準端板123の端部123Eを起点として第1の周方向曲げ部1221あるいは第2の周方向曲げ部1225の曲げRを形成でき、曲げツールの調整が不要であり、製作しやすい利点がある。
実施の形態4.
本実施の形態4について実施の形態1と異なる点のみ説明する。図10Aおよび図10Bは本実施の形態4のコイルエンドターン部122における構造を示す。
図10Aおよび図10Bに示すとおり、実施の形態1と同様、同相同士の巻線間距離を小さく、異相間の巻線間距離を大きい構造となっており、コイルエンドターン部122に絶縁ワニス124を含侵させ上記同位相間、及び異相間の巻線間に絶縁ワニス124を滞留させている。なお、巻線(コイル素線)の絶縁被膜は絶縁ワニスで形成されており、絶縁ワニス124には、巻線(コイル素線)の絶縁被膜と同種の絶縁ワニスが使用されている。
異相間の距離の長く隙間の大きい部分と比較して、同相間の巻線間距離の短い隙間の小さいところに絶縁ワニス124が留まり易く、留まったワニスは強度メンバーにもなるため、耐振性に優れた回転電機を提供できる。
実施の形態5.
本実施の形態5について実施の形態1と異なる点のみ説明する。図11Aは本実施の形態5のコイルエンドターン部122における構造を模式図として示す。
本実施の形態5は、図11Aに例示のように、同相の第2の斜辺部どうしが平行で、第1の斜辺部巻線どうしは非平行の場合を例示してある。
実施の形態6.
本実施の形態6について実施の形態1と異なる点のみ説明する。図11Bは本実施の形態6のコイルエンドターン部122における構造を模式図として示す。
本実施の形態6は、図11Aに例示のように、同相の第2の斜辺部どうしが平行であり、第1の斜辺部巻線どうしも平行の場合を例示してある。
実施の形態5を例示する図11Aの事例より、実施の形態6を例示する図11Bの事例の方がより効果的であるが、実施の形態5を例示する図11Aの事例も、未対策な構造よりは効果がある。
なお、図4の回転電機の駆動回路の事例は、固定子巻線10を構成するU1相、U2相、V1相、V2相、W1相、W2相の各相コイルはY結線の接続で、同相の各コイルは相互に直列接続されている場合であるが、各相コイルがΔ結線に接続さている場合、あるいは同相の各コイルは相互に並列接続されている場合、更には電力変換装置がダブルインバータの場合にも前述の実施の形態1から6は適用可能であり、その場合、各実施の形態は相応の効果を奏する。
前述の各実施の形態によれば、次のような技術的な特徴がある。
特徴1:スロットが周方向に複数配列された円環状の固定子鉄心、および上記固定子鉄心に装着された導体で構成される固定子巻線を備える固定子を有し、上記固定子巻線のスロット内収容部は、固定子鉄心内のスロットにおいて整列され、スロット内収容部どうしを接続するコイルエンドターン部を有し、前記コイルエンドターン部は、周方向曲げ部、斜辺部と径方向シフト部から成る連続線により構成され、前記ターン部は周方向に複数配置され、前記コイルエンドターン部の傾斜部において、同相同士の巻線間距離が異相間の巻線間距離より短くした構造であり、次の効果の1つ以上の効果を得ることができる。
・効果1:異相間の斜辺部の距離を広げることができ、絶縁紙が不要である。
・効果2:巻線の被膜厚さを薄くすることができ、曲げRの大きさを小さくできる。
・効果3:径方向シフト部を構成する曲げRを小さくすることができ、コイルエンド部を小径化できる。
・効果4:巻線の絶縁被膜厚さを薄くすることができ、固定子鉄心内のスロットにおいて、コイルの占積率を高くできる。
特徴2:特徴1において、コイルエンドターン部の周方向曲げ部の曲げ開始位置を変えることで巻線間距離を変えた構造であり、曲げRの曲げ開始位置のみを変えるのみで、その他の条件(曲げ速度・曲げ力など)を同一条件で管理できるため、管理が容易で製作しやすい。
特徴3:特徴1において、コイルエンドターン部の周方向曲げ部の(曲げ開始位置を変えず)曲げRを変えることで巻線間距離を変える構造であるので、スロット部におけるストレート部の長さが同じになるため、製造中のハンドリング、位置決めに使うツールを共通化でき、生産性を向上する効果がある。
特徴4:特徴1において、上記固定子鉄心の端部に端板を設け、端板の厚さをスロット毎に変え、端板端部を起点に巻線を周方向に曲げることで巻線間距離を変える構造であるので、端板の端部起点で曲げRを形成でき、治具の調整が不要で製作しやすい。
特徴5:コイルエンドターン部の傾斜部において、同相同士の巻線間距離、及び異相間の巻線間距離をそれぞれ等間隔として、周方向曲げ部から径方向シフト部まで巻線間距離を概略同じとした構造であるので、絶縁距離を均等にすることで、回転電機を小型化できる。(絶縁距離に大小がある場合は結局絶縁距離の小さい部分でモータ性能が決まってしまうので、絶縁距離の大きい部分は無駄なスペースとなる。)
特徴6:前記コイルエンドターン部にワニスを含侵させ上記同位相間、及び異相間の巻線間にワニスを滞留させた構造であるので、異相間の距離の長く隙間の大きい部分と比較して、同相間の巻線間距離の短い隙間の小さいところにワニスが留まり易く、留まったワニスは強度メンバーにもなるため、耐振性に優れた回転電機を提供できる。
なお、各図中、同一符合は同一または相当部分を示す。
なお、本願は、様々な例示的な実施の形態及び実施例が記載されているが、1つ、または複数の実施の形態に記載された様々な特徴、態様、および機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。
従って、例示されていない無数の変形例が、本願に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも1つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも1つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。
なお、各実施の形態を適宜、組み合わせ、変形、省略することができる。
1 ハウジング、2 ブラケット、3 固定子、4 ベアリング、5 回転軸、6 回転子、7 回転子鉄心、8 永久磁石、9 固定子鉄心、91 ティース、92 スロット、93 固定子鉄心軸方向端面、10 固定子巻線、11 回転電機、11inv 電力変換装置、12 亀甲型セグメントコイル、1211 第1のスロット内収容部、1212 第2のスロット内収容部、122 コイルエンドターン部、1221 第1の周方向曲げ部、1221S 第1の周方向曲げ部始点、1222 第1の斜辺部、1223 径方向シフト部、1224 第2の斜辺部、1225 第2の周方向曲げ部、1225S 第2の周方向曲げ部始点、123 曲げ始点基準端板、123E 端部、124 絶縁ワニス、25 コイル端末、26 コイル端末、S1U1U2,S2U1U2,S1U2W1,S2U2W1 斜辺部間距離。

Claims (5)

  1. 複数個のスロットの異なるスロットに三相の亀甲型セグメントコイルを有する固定子鉄心を備え、各相の前記亀甲型セグメントコイルのコイルエンドターン部にそれぞれ第1の周方向曲げ部と第1の斜辺部と第2の斜辺部と第2の周方向曲げ部とが連続的に設けられた回転電機であって、
    同相の相隣る前記第1の周方向曲げ部の相互間及び同相の相隣る前記第2の周方向曲げ部の相互間、並びに異相の相隣る前記第1の周方向曲げ部の相互間及び異相の相隣る前記第2の周方向曲げ部の相互間、のいずれにも前記固定子鉄心のティースの固定子鉄心軸方向端面に曲げ始点基準端板が設けられており、
    前記異相の相隣る前記第1の周方向曲げ部の相互間の前記曲げ始点基準端板の、前記固定子鉄心の軸方向の厚さが、前記同相の相隣る前記第1の周方向曲げ部の相互間の前記曲げ始点基準端板の、前記固定子鉄心の軸方向の厚さより厚く、
    前記異相の相隣る前記第2の周方向曲げ部の相互間の前記曲げ始点基準端板の、前記固定子鉄心の軸方向の厚さが、前記同相の相隣る前記第2の周方向曲げ部の相互間の前記曲げ始点基準端板の、前記固定子鉄心の軸方向の厚さより厚く、
    前記曲げ始点基準端板の前記固定子鉄心と反対側の端部を起点に曲げられた同相の前記第1の斜辺部および前記第2の斜辺部の各々の同相同士の斜辺部間距離より、前記曲げ始点基準端板の前記固定子鉄心と反対側の端部を起点に曲げられた異相の前記斜辺部間距離が長く形成されている回転電機。
  2. 同相の前記第1の斜辺部および前記第2の斜辺部の少なくとも一方の斜辺部の相対的に対向している部分の全長に亘って前記斜辺部間距離が同じであることを特徴とする請求項1に記載の回転電機。
  3. 異相の前記第1の斜辺部および前記第2の斜辺部の少なくとも一方の斜辺部の相対的に対向している部分の全長に亘って前記斜辺部間距離が同じであることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の回転電機。
  4. 同相の前記第1の斜辺部および前記第2の斜辺部の斜辺部間にワニスが滞留していることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の回転電機。
  5. 同相の前記第1の斜辺部および前記第2の斜辺部の斜辺部間および異相の前記第1の斜辺部および前記第2の斜辺部の斜辺部間にワニスが滞留していることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の回転電機。
JP2020029997A 2020-02-26 2020-02-26 回転電機 Active JP6968215B2 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020029997A JP6968215B2 (ja) 2020-02-26 2020-02-26 回転電機
CN202110183603.XA CN113315288A (zh) 2020-02-26 2021-02-08 旋转电机

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020029997A JP6968215B2 (ja) 2020-02-26 2020-02-26 回転電機

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2021136741A JP2021136741A (ja) 2021-09-13
JP6968215B2 true JP6968215B2 (ja) 2021-11-17

Family

ID=77370457

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020029997A Active JP6968215B2 (ja) 2020-02-26 2020-02-26 回転電機

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP6968215B2 (ja)
CN (1) CN113315288A (ja)

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2937584B2 (ja) * 1991-11-12 1999-08-23 株式会社東芝 回転電機の巻線
JP2001069731A (ja) * 1999-08-31 2001-03-16 Denso Corp 回転電機の巻線製造方法
JP2003143810A (ja) * 2001-11-02 2003-05-16 Toyota Motor Corp セグメントコイルモータ
JP4006637B2 (ja) * 2002-11-19 2007-11-14 株式会社デンソー 回転電機の電機子及びその製造方法
JP5583508B2 (ja) * 2010-07-29 2014-09-03 日立オートモティブシステムズ株式会社 回転電機
JP2012080699A (ja) * 2010-10-04 2012-04-19 Toyota Motor Corp 回転電機ステータ
JP5977008B2 (ja) * 2011-09-28 2016-08-24 トヨタ自動車株式会社 回転電機固定子
CN105794089B (zh) * 2013-11-29 2018-06-26 三菱电机株式会社 电力机械的电枢
JP2017022822A (ja) * 2015-07-08 2017-01-26 トヨタ自動車株式会社 電動機用ステータ
JP6642494B2 (ja) * 2017-03-10 2020-02-05 トヨタ自動車株式会社 回転電機のステータの製造装置
JP6611985B2 (ja) * 2017-04-06 2019-11-27 三菱電機株式会社 回転電機

Also Published As

Publication number Publication date
CN113315288A (zh) 2021-08-27
JP2021136741A (ja) 2021-09-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6072238B2 (ja) 回転電機の製造方法
JP3752431B2 (ja) 回転電機及びその製造方法
JP4396761B2 (ja) 回転電機の固定子および回転電機
JP5070248B2 (ja) 回転電機とその製造方法
JP4440275B2 (ja) 三相回転電機
JP5083329B2 (ja) ステータ及びこれを用いた回転電機
JP5314908B2 (ja) 回転電機の固定子および回転電機
JP4582230B2 (ja) 回転電機の固定子および回転電機
JP4623129B2 (ja) 回転電機の固定子及び回転電機
US8203247B2 (en) Stator for electric rotating machine
US20090134737A1 (en) Stator of electric rotating machine and electric rotating machine
JP2011142798A (ja) 回転電機の固定子
WO2014034712A1 (ja) 回転電機
WO2020174817A1 (ja) 回転電機のステータ、回転電機、回転電機のステータの製造方法、および、回転電機の製造方法
JP6598736B2 (ja) 回転電機の固定子
JP2012095488A (ja) 回転電機用ロータ、およびこれを用いた回転電機
JP5072502B2 (ja) 回転電動機
JP4535147B2 (ja) 回転電機の固定子及び回転電機
JP2009118636A (ja) 回転電機および回転電機の製造方法
JP7254140B1 (ja) 回転電機
JP6968215B2 (ja) 回転電機
JP5057144B2 (ja) 回転電機の固定子
JP7058698B2 (ja) 回転電機
JP2013094030A (ja) 電機子コイル及び同期回転機
WO2021256178A1 (ja) 成形コイル、ステータ及び回転電機

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20200226

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20210420

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20210519

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20210928

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20211026

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 6968215

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151